步进电机

步进电机又称为脉冲电机，基于基本的电磁铁原理，它是一种可以自由回转的电磁铁，其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。其原始模型是起源于1830年至1860年间。可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。1870年前后开始以控制为目的的尝试，应用于氢弧灯的电极输送机构中。这被认为是当初的步进电机。二十世纪初，在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。由于西方资本的主义列强争夺殖民地，步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等***系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后，由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现，步进电机的控制方式更加灵活多样。

步进电机的PID控制

PID 控制作为一种简单而实用的控制方法 , 在步进电机驱动中获得了广泛的应用。它根据给定值 r( t) 与实际输出值 c(t) 构成控制偏差 e( t) , 将偏差的比例 、积分和微分通过线性组合构成控制量 ,对被控对象进行控制 。文献将集成位置传感器用于二相混合式步进电机中 ,以位置检测器和矢量控制为基础 ,设计出了一个可自动调节的 PI 速度控制器 ,此控制器在变工况的条件下能提供令人满意的瞬态特性 。配合以直线运动执行机构或齿轮箱装置，更可以实现更加复杂、精密的线性运动控制要求。文献根据步进电机的数学模型 ,设计了步进电机的 PID 控制系统 ,采用 PID 控制算法得到控制量 ,从而控制电机向规***置运动 。通过验证了该控制具有较好的动态响应特性 。采用 PID 控制器具有结构简单 、鲁棒性强 、可靠性高等优点 ,但是它无法有效应对系统中的不确定信息 。 

目前 , PID 控制更多的是与其他控制策略相结合 , 形成带有智能的新型复合控制 。这种智能复合型控制具有自学习 、自适应 、自***的能力 ,能够自动辨识被控过程参数 , 自动整定控制参数 , 适应被控过程参数的变化 ,同时又具有常规 PID 控制器的特点。

PLC对步进电机加减速控制原理

进电机常用的升降频控制方法有2种：直线升降频和指数曲线升降频。指数曲线法具有较强的跟踪能力，但当速度变化较大时平衡性差。直线法平稳性好，适用于速度变化较大的快速***方式。

步进电机驱动器驱动执行机构从一个位置向另一个位置移动时，要经历升速、恒速和减速过程。当步进电机的运行频率低于其本身起动频率时，可以用运行频率直接起动并以此频率运行，需要停止时，可从运行频率直接降到零速。不过随着科技的进步及行业的发展，的那个IQ按此种电机的运行特性已经被有效改善，三个不同的运行阶段已经逐渐缩小变化。当步进电机运行频率fb>fa(有载起动时的起动频率)时，若直接用fb频率起动会造成步进电机失步甚至堵转。

怎样解决步进电机振动和噪声大的缺点

步进电机在低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，一般可采用以下方案来降低：

A.如步进电机正好工作在共振区，可通过改变减速比等机械传动避开共振区；

B.采用带有细分功能的驱动器，这是很常用的、很简便的方法；

C.换成步距角更小的步进电机，如三相或五相步进电机；

D.换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声，但成本较高；

E.在电机轴上加磁性阻尼器，市场上已有这种产品，但机械结构改变较大。

以上方法能有效降低步进电机的振动和噪声，或许在实际应用中，还有其他的更适合的方法来解决，不妨发表出来共同讨论学习。